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cpu 状态详解

CPU的:

us(user time) 表示CPU执行用户进程的时间,包括ni时间。通常我们只看这项。 


sy(system time) 表示CPU在内核运行时间,包括IRQ和softirq时间,系统CPU占用率高,表明系统某部份存在瓶颈,通常值越低越好。 


wa(waiting time) CPI在等待I/O操作完成所花费的时间,系统不应该花费大量时间来等待I/O操作,否则说明I/O存在问题。


id(idle time) 系统处于空闲期,等待进程运行。 

ni(nice time) 系统调整进程优先级所花费的时间。

hi(hard irq time) 系统处理硬中断所花费的时间。

si(softirq time) 系统处理软件中断所花费的时间。

st(steal time) 被强制等待虚拟CPU的时间,此时hypervisor在为另一个虚拟处理器服务。


Processor/% Processor Time

 

阀值:处理器的阀值一般设为85%。


含义:这个计数器是处理器活动的主要指标。高数值并不一定是坏事,但是如果其他处理器相关的计数器(比如% Privileged Time 或者 Processor Queue Length)线性增加的话,高CPU使用率就值得调查了。


Processor/% Privileged Time

阀值:如果数值持续大于75%就表示存在瓶颈。


含义:这个计数器表示一个线程在特权模式下所使用的时间比例。当你的程序调用操作系统的方法(比如文件操作,网络I/O或者分配内存),这些操作系统的方法是在特权模式下运行的。


Processor/% Interrupt Time

 

阀值:取决于处理器


含义:这个计数器表示处理器接收处理硬件中断所使用的时间比例。这个值间接指出产生中断的硬件设备活动,比如网络变化。这个计数器显著增加的话表示硬件可能存在问题。


System/Processor Queue Length

 

阀值:平均值持续大于2那么表示CPU存在瓶颈

 

含义:如果就绪的任务超过处理能力线程就会被放进队列。处理器队列是就绪但是未能被处理器执行的线程的集合,这是因为另外一个线程正在执行状态。持续或者反复发生2个以上的队列则明确的表示存在处理器瓶颈。你也能通过减少并发取得更大的吞吐量。

 

你可以结合Processor/% Processor Time来决定增加CPU的话你的程序是否能够受益。即使在多处理器的电脑上,对于CPU时间也是单队列。因此,在多处理器电脑上,Processor Queue Length (PQL)的值除以用来处理负载的CPU个数。

 

如果CPU非常忙(90%以上的使用率),PQL的平均值也持续大于2/CPU, 这是应该存在CPU瓶颈而且能够从更多的CPU中受益。或者,你可以减少线程的数量以及增加应用程序层的队列。这会引起少量的Context Switching,但是少许的Context Switching对于减少CPU负载是有好处的。PQL大于2但是CPU使用率却不高的的常见原因是对CPU时间的请求随机到达而且线程却从处理器申请到不对称的CPU时间。这意味着处理器并不是瓶颈,而你的线程逻辑是需要改进的。


System/Context Switches/sec

 

阀值:按照通常的规律,context switching速率小于5000/秒/CPU是不需要担心的。如果Context Switching速率达到15000/秒/CPU的话就是一个制约因素了。


含义:当一个高优先级的线程取代一个正在运行的低优先级线程,或者高优先级线程阻塞的时候就会发生Context Switching。大量的Context Switching可以发生在许多线程拥有相同的优先级的情况下,这通常表示有太多的线程竞争CPU,如果你没有看到太高的处理器使用率而且发现Context Switch非常低,那么表示线程被阻塞。



 引起上下文切换的原因有哪些?

        对于抢占式操作系统而言, 大体有几种:

        1、当前任务的时间片用完之后,系统CPU正常调度下一个任务;

        2、当前任务碰到IO阻塞,调度线程将挂起此任务,继续下一个任务;

        3、多个任务抢占锁资源,当前任务没有抢到,被调度器挂起,继续下一个任务;

        4、用户代码挂起当前任务,让出CPU时间;

        5、硬件中断;



本文出自 “康建华” 博客,请务必保留此出处http://michaelkang.blog.51cto.com/1553154/1923233

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